基于夹心式压电换能器的超声刀设计

作     者：张小辉 程宗辉 孙同明 李永彬 舒送 管博文 李华 贺良国 ZHANG Xiaohui;CHENG Zonghui;SUN Tongming;LI Yongbin;SHU Song;GUAN Bowen;LI Hua;HE Liangguo

作者机构：国营芜湖机械厂安徽芜湖241007 合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009 

基　　金：中国博士后科学基金资助项目(2020M671841) 安徽省自然科学面上基金资助项目(2008085ME154) 

出 版 物：《压电与声光》 (Piezoelectrics & Acoustooptics)

年 卷 期：2021年第43卷第5期

页      码：632-635页

摘      要：针对橡胶等难切割材料的加工问题,该文设计了一种基于夹心式压电换能器的超声刀。根据振动及波动理论设计了夹心式压电换能器及其变幅杆。利用有限元分析软件ANSYS 14.0对超声刀进行了模态分析,得到了超声刀工作模态的谐振频率。最后搭建实验测试平台,通过实验测出了样刀的谐振频率,并进行了功率和切割效果测试。实验结果表明,随着负载的增加,超声刀的功率呈线性变化,且负载相同时,输出功率随驱动电流的增大而增大,参考电流分别为200 mA、250 mA、300 mA时,对应切割7张纸的功率分别为3.7 W、4.1 W、5.9 W,功率特性良好。与普通刀具相比,超声刀切割时,切口更光滑整齐,切割效果良好。

主 题 词：压电换能器 变幅杆 共振 超声刀 有限元分析 

学科分类：080902[080902] 0809[工学-计算机类] 07[理学] 08[工学] 070206[070206] 0802[工学-机械学] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.11977/j.issn.1004-2474.2021.05.012

馆 藏 号：203105759...